일반기술
기계 > 기타 육상수송기계
현재 전세계적으로 생산되고 있는 승용차의 80%가 배출물 저감을 위하여 촉매변환기를 장착하고 있으며 점차 강화되는 배기규제와 전세계적으로 일어나고 있는 환경보호 의지를 만족시키기 위하여 현재 대부분의 자동차회사에서 촉매변환기의 최적설계를 위하여 노력하고 있다. 국내 자동차회사들은 그동안 고출력 고안전 차량에는 많은 연구와 노력을 해왔지만 배출물 저감에 대한 연구는 많지 않았다. 그러나 최근 들어 북미 및 유럽의 배출물 규제강화에 대응하기 위하여 촉매변환기의 최적화,희박연소 엔진 개발 등 많은 연구를 시도하고 있는 실정이다. 그러나 현재 거의 모든 배출물 정화는 촉매변환기에 의하여 이루어지고 있으므로 동일 엔진의 경우 배출물 정화능력은 바로 이 촉매변환기에 좌우된다고 할 수 있다. 이러한 추세에 발맞추어 본 연구는 전산 유체역학기법(Computational Fluid Dynamics)을 이용하여 촉매변환기 내의 3차원 유동특성을 분석하여 변환기 입구 확대부에 의해서 형성되는 유동현상을 예측하여 담체 내의 가스 유동분포와 균일도를 계산함으로써 저온활성화("light-off")시 문제가 되고 있는 국부적인 속도집중 현상을 방지함으로써 촉매변환기의 정화능력을 향상 시키고 국부적으로 발생하는 열응력을 완화시켜 수명을 연장시킬 수 있다. 또한 입구배기관의 형상에 따른 촉매변환기 내의 유동특성을 분석하여 배기관의 곡률 및 이음부의 비효율적 설계에 의한 유속의 편중현상이나 간섭 등이 담체 내를 흐르는 가스의 유속분포에 미치는 영향을 예측하여 촉매변환기를 포함한 배기계의 초기설계 시 많은 기초자료를 제공 할 수 있다.
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- 2000-04-29
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기계 > 기타 육상수송기계
자동차용 웨더스트립은 바람·비 등의 침입 방지와 글래스나 도어를 지지하는 역할과 함께 진동·소음을 절연하는 역할을 한다. 그러나, 웨더스트립의 복잡한 형상과 물질의 비선형 등이 웨더스트립의 설계와 해석을 어렵게 한다. 본 연구에서는 유한요소 해석 프로그램을 사용하였고, 세가지 형식의 웨더스트립에 대한 해석을 수행하여 웨드스트립의 성능을 개선하고자 하였다. 변형 양상, 변위-반력 곡선, 응력 분포, 접촉 면적과 그 지점의 압력 등이 해석을 통해 얻어졌으며, 이러한 결과들을 바탕으로 수정 모델이 제안되었다.
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- 2000-04-29
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기계 > 기타 육상수송기계
최근 자동차엔진의 성능에 대한 연비경쟁과 배기공해가스의 규제 때문에 엔진사이클의 해석기술에 대한 중요도가 증가하고 있다. 엔진의 성능 및 배기가스는 흡기의 원활한 흡입으로부터, 연료공급 및 공기의 혼합에 인한 연소를 거쳐 배기에 이르는 과정에서 결정되기 때문에 엔진의 성능 및 배기공해가스를 향상시키기 위하여는, 이 과정들의 기본적 원리와 각 과정들의 상관관계에 관한 정확한 이해가 필수적이다. 본 연구과제에서는 엔진흡기관내의 유동장 해석에 의한 최적설계를 통하여 최대공기량이 균일하게 엔진에 흡입되는 과정과 엔진연소실내에서의 공기유동 및 연료분무를 고려한 연소현상을 모델링하고, 배기과정에 대한 해석을 통하여 엔진사이클을 완성함으로써, 주어진 엔진에 대한 작동상태 및 설계변경에 따르는 엔진의 성능 및 배기가스생성을 미리 예측함으로써, 설계시의 시간과 비용을 절약하고 새로이 개발되고있는 장치들의 실용적 효과를 검증하고 더 나아가 엔진기술발전에 기여하고자한다.
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기계 > 기타 육상수송기계
노킹은 엔진의 효율을 저하시킬 뿐 아니라 피스톤과 같은 부품들을 손상시켜 엔진 수명을 저하시킨다. 노킹 현상은 엔진의 성능 및 수명에 직접적인 영향을 주는 중요한 요인이므로 이를 제어하기 위해서는 노킹을 정확히 측정 및 판단할 수 있는 기술 확보가 필요하다. 본 연구실에서는 설치가 간편한 가속도 센서와 마이크로폰 센서를 사용하여 노킹을 측정하고 노킹신호의 특성을 파악하여 적절한 해석방법을 연구하였다. 개발한 해석방법은 센서의 부착 위치에 의한 감도의 변화와 엔진운전조건에 따른 노킹판단 기준값 수정없이 노킹발생 유무 및 강도를 판단할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 압력센서로 측정한 값과 비슷한 신뢰성을 가지고 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 육상수송기계
본 연구에서는 엔진 열시스템의 각 구성 요소들에 대한 열유동과 열전달 해석을 종합하여 해석프로그램을 작성하는 것이다. 그래서, 새로운 엔진개발을 하는 경우에 있어서 반복적인 시행착오를 줄여 개발기간과 경비를 단축하고 손쉽게 기본적인 냉각시스템의 성능을 예측할 수 있도록 하기 위하여, 기초 실험과 유동해석 결과를 기초로 하여 총괄적인 실제 실험을 하지 않고도 임의의 운전조건에 대한 새로운 엔진의 냉각시스템에 대하여 각 구성요소들의 열유동 특성을 예측, 해석할 수 있도록 하는 것이 본 연구의 목적이다. 본 연구를 통하여 해석프로그램개발에 필요한 데이터베이스를 확보하고 이를 검증하기 위한 실험, 계측 방법을 취득하여 그 활용에 공헌하고자 한다.
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- 2000-04-29
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기계 > 기타 육상수송기계
자동차는 고속으로 도로를 주행한다는 점 때문에 자동차의 안전도는 운전자의 생명과 직결되어 있다. 따라서 긴급 주행상황에서의 자동차의 주행특성을 보다 정확하게 예측하기 위한 해석기술과 안정된 주행상태를 확보하기 위한 제어기술은 매우 중요하다고 말할 수 있다. 특히 최근에는 IVHS(Intelligent Vehicle/Highway System) 기술이 많은 주목을 받으면서 자동차의 고기능화가 추구되고 있기 때문에 그 필요성은 더욱 더 부각되고 있다. 따라서 본 연구과제에서는 자동차의 조향특성을 개선하기 위한 4륜조향(Four Wheel Steering) 제어기술, 자동차의 주행 용이성 및 안정성을 확보하기 위한 자동차의 횡방향 및 종방향 운동 제어기술, 그리고 자동차의 주행실험을 정확하고 안전하게 수행할 수 있는 평벨트형 차량동력계(Flat Belt Chassis Dynamometer) 기술과 관련된 내용을 다루었다. 지금까지 많은 4륜조향 시스템들이 고속주행시의 안정성과 저속주행시의 조종성을 향상시키기 위해서 개발되었고, 그 성과도 괄목할 만한 것이었다. 그러나 후륜조향각만을 능동제어하는 4륜조향 시스템들은 자동차의 주행속도가 빨라질수록 언더조향특성이 극심하게 나타나는 단점을 보여주었다. 본 연구과제에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 핸들조향속도를 고려한 4륜조향 제어기술, 좌 우측 타이어의 구동토크를 능동제어하는 DYC(Direct Yaw Moment Control) 시스템과 후륜조향각을 능동제어하는 4륜조향 시스템을 통합제어하는 방법, 그리고 모델추종제어(Model Following Control) 기법에 토대로 둔 요우속도의 피드백제어를 이용해서 전륜조향각과 후륜조향각을 모두 능동제어하는 완전능동형 4륜조향 제어방법 등을 개발하였다. 자동차의 횡방향 운동 제어기술과 관련해서는 슬라이딩 모드제어(Sliding Mode Control) 기법에 토대를 둔 위치추종제어(Point Following Control) 및 차량추종제어(Vehicle Following Control) 기술을 개발하였고, 종방향 운동 제어기술과 관련해서는 자동차의 추돌회피성능을 확보하기 위한 안전접근방식의 차량추종제어(Safe-Approach Vehicle Following Control) 기술을 개발하였다. 또한 본 연구과제에서는 차세대 차량동력계로서 많은 주목을 받고 있는 평벨트형 차량동력계의 구조설계 및 실시간 동적 시뮬레이션 기술, 차량동역학 해석기술, 그리고 강인제어 기술 등과 관련된 기반기술들을 개발하는 내용을 다루고 있다. 특히 평벨트형 차량동력계상에서의 J턴, 차선변경, 이중차선변경, 슬래럼, 정원주행 등과 같은 여러 가지 주행실험들과 함께 자동차의 제동 가속성능 평가가 가능하도록 하기 위한 평벨트형 차량동력계의 구동 알고리즘들을 개발하고 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
저온용 히트파이프는 적용되는 작동 온도의 범위가 -70℃에서 300℃의 범위에 속하는 것으로 일반 공조 및 냉난방, 전자기기의 냉각, 중온 범위의 폐열 회수, 태양열의 집열 등에서 효율적 열전달 요소로 사용될 수 있다. 무엇보다도 별도의 동력원이나 회전 부품이 없이 최고 구리의 수백 배에 달하는 열전도 성능을 낼 수 있다는 장점이 있다. 그러나 이는 기본 설계가 적합하게 이루어 져야 하고, 제작과정의 각종 경험적 인자가 잘 고려되어야 보장할 수 있다. 적용될 용도의 열부하와 작동온도를 고려하고 적절한 재료의 선택과 내부웍 구조의 설계와 선정을 체계적으로 진행하는 방법이 기본적으로 정립되어 있으며, 이는 특수한 목적에 따라 적절히 변경되어질 수 있다. 기본 설계와 성능 모사 예측은 제작에 선행되는 단계이다. 히트파이프의 제작은 가공, 세척, 진공 및 충전 그리고 밀봉 등의 각 단계에서 많은 경험적 요소를 가지고 있다. 이미 알려진 방법들을 바탕으로 제작비를 낮추면서 신뢰성은 향상시킬 수 있는 새로운 방법들이 절실하며 이러한 방법의 개발은 히트파이프의 실용화에 직결된다. 히트파이프 제작기술은 국내의 경우 상당부분 개선의 소지가 있으며, 아직 미개척 상태인 많은 응용 분야에 적용될 수 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
중합체 복합재료는 적층순서를 조절하여 비강도(Specific strength), 비강성(Specific modulus) 등의 기계적 성질을 기존의 듀랄루민 등의 소재보다 향상시킬 수 있어 스포츠용품, 우주·항공분야 뿐만 아니라 산업 전 분야에서 사용될 전망에 있으며, 또한 2000년대에는 민항기 동체에 사용될 가능성도 있다. 산업 전반의 부품으로 사용하기에는 최종제품으로의 가공이 필요하며, 특수가공방식인 Abrasive waterjet가공에 1차가공 후, 마무리 가공으로 다이아몬드(Plycrystalline diamond)공구에 의한 마무리 다듬질 가공방법이 필요하며, 공구의 형상 및 마멸특성에 관한 연구에 이어서, 최종적으로 가공성 평가에 관한 연구를 진행하였다. 다이아몬드공구에 의한 중합체 복합재료의 가공성 평가로 칩의 형성과정을 온라인으로 관찰할 수 있는 광학시스템과, 공구동력계로 절삭력을 측정 PC에 저장하는 절삭력시스템을 제작하였고, 표면형상을 전자현미경으로 관찰하고, 표면거칠기 측정장치에서 얻은 데이터를 디지털 신호로 전환하여 신호를 해석하여 가공성을 평가하였다. 다방향 복합재료는 135o 플라이에서 손상영역이 발생하므로 최소자승법보다 최빈도방법에 의한 거칠기곡선의 교정후 해석을 하였다. 칩 형성의 기구는 섬유강화 방향에 따라 차이가 있으며, 특히 0o양의 각도(45o), 90o, 음의 각도(135o)에 따라칩 형성과정이 뚜렷이 다르다. 관련된 연구로 온라인 광학계측 시스템의 구성, 공구동력계에 의한 절삭력 측정과 음향방출 측정장치에 의한 AE신호 측정 등 계측에 의한 상태감시, 및 표면거칠기 데이터의 A/D 변환 후 해석 및 평가가 가능하다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
싸이클론은 원심력을 이용하여 유체내의 입자를 분리하는 장치로서 구조가 단순하고 고온, 고압에 견딜 수 있는 장점 때문에 오래 전부터 산업현장에서 집진 장치로 널리 사용되어져 왔으나 일반적으로 원심력은 유동속도가 빠를수록 그리고 입자의 크기가 클수록 커지므로, 유동속도가 느리거나 작은 입자에 대해서는 집진 효율이 떨어지는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 전기집진기에서와 같이 내부에서 코로나 방전을 유도하고 동시에 강한 전기장을 형성시켜 원심력 이외에 전기력에 의한 집진 성능의 향상을 기대하는 전기싸이클론이 개발되었다. 전기장에 의한 집진 성능의 향상은 작은 입자에 대해 그 효과가 크며, 내부의 유동속도가 작아 입자의 잔류시간이 길어질수록 집진 효율이 커져, 일반적인 싸이클론의 단점을 보완하는 효과가 있다. 싸이클론의 내부 유동은 매우 복잡하고 강한 난류특성을 가지므로 해석에 많은 어려움이 있기 때문에 지금까지의 싸이클론 최적형상 설계는 대부분 실험에 의해 이루어졌으며, 기존의 효율 계산식들은 내부 유동과 입자의 운동을 단순화하여 집진 효율을 예측하였기 때문에 설계 도구로서는 부적합한 실정이다. 싸이클론의 정확한 집진 성능 예측을 위해서는 내부 유동은 물론, 입자의 관성효과를 고려한 입자의 운동 모사가 필요하며, 전기싸이클론의 경우에 입자의 하전 과정까지를 고려해야 한다. 이를 위해서는 라그랑지안 법을 이용한 입자궤적계산이 필수적이다. 본 연구에서는 전기싸이클론의 집진 성능을 예측하기 위해 내부유동장을 해석하고 코로나 방전에 의해 형성된 공간전하를 고려하여 내부의 전기장을 예측한 후 전기싸이클론내로 유입된 입자에 대해 하전과정을 고려하여 라그랑지안 방법으로 입자의 궤적을 계산하였고 이러한 결과들로부터 집진효율을 계산하였다. 직경 0.305 m 인 Stairmand의 고효율 싸이클론에 대해 집진 성능을 계산한 결과, 작은 크기의 입자에 대해 전기장에 의한 집진성능향상은 매우 크며, 인가된 전압이 커질수록 내부의 유동속도가 낮을 때 집진 효율이 더 커지는 것을 볼 수 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 가공기계 (L54)
최근에 전자, 반도체 재료 광학 재료 및 세라믹 재료를 포함한 각종 경취성 소재에 대한 표면 거칠기, 치수, 및 형상의 고정도화(High Precision and High Accuracy)와 더불어 가공 면의 고품위화(High Surface Integrety)의 요구가 급격히 높아지고 있다. 현재 상기의 용도로 사용되고 있는 각종 경취성 재료의 고능률, 고정도 가공과 관련하여 가장 효과적인 연삭법으로 평가되고 있는 연삭기술로는 금속결합재 다이아몬드 숫돌(Metal Bond Diamond Wheels)을 사용하는 전해드레싱(Electrolytic In-process Dressing: ELID)경면 연삭법을 들 수 있다. 본 연삭법에 의하면 실리콘, 세라믹 재료를 포함한 각종 경취성 재료는 물론 철강재료, 고분자 재료 등의 경면 연삭이 가능하며 또한 높은 제거 효율을 얻을 수 있다. 이때 도달가능한 표면 거칠기는 #4000 숫돌을 사용할 경우에 Rmax 40nm 전후이며 더욱 평활한 면을 얻고자 할 경우에는 #8000 숫돌이 적용된다. 이 기술은 현재 국내의 수 업체에서 실제 생산에 적용되어 긍정적인 평가를 받고 있으며, 다수의 현장에서 적용이 검토되고 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 가공기계 (L54)
정밀공작기계용 구조물은 일반공작기계용 구조물의 특성과는 달리 시간과 온도변화에 따라 형상 및 치수정밀도가 안정되어야 하고, 절삭작업중 방생되는 내부 및 외부 진동의 흡수성과 감쇠성이 뛰어나야 하며, 또한 정적 및 동적인 불규칙한 힘에 대해서 구조기능이 안정화되도록 설계 제작되어야만 그 성능을 충분히 발휘할 수 있게 된다. 본 Epoxy-granite복합재는 이러한 구비조건에 잘 맞도록 상용의 주철재료를 대체시키는 재료인데, 화강암 알맹이와 분말을 크기별로 골고로 섞어 툴링용 에폭시 수지를 접착재한 복합재료이다. 본 재료의 주요 특징을 보면, 주물재료에 비해서 감쇠성능이 10배, 화강암에 비해서 3배가 되며, 6년간 0.001mm/m의 치수안정성이 보장되고, 주철재 재료와 선팽창계수도 비슷하여 주위 구조물과 잘 조화되고, 큐어링은 30시간이면 되는 등의 가내공업식도 가능한 장점이 있다. 그리고 인서트 및 안내면을 위한 특수 공법을 사용하므로 가공비가 저렴하게 들고, 주물재료 처럼 열가열도 필요 없고, 제품 가격도 가공비를 포함하게 되면 추철재를 이용한 구조물과 비슷한 수준이다. 초기에는 초정밀가공기를 위한 화강암재 베드의 대용품이었으나, 현재에는 연삭기, CNC선반, 밀링머신, 3차원측정기, 각종 CMM장비의 Gantry base, motion base 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 선진국에서는 이미 80년대 후반부터 상용화되기 시작하여 현재 세계적으로 10여개의 관련 회사가 있으나, 국내에는 아직 시작 단계이다. 서울산업대학교에서는 7년전부터 본 연구에 착수하여 관련 기술을 지속적으로 축적하여 왔으며, 현재에는 관련 기업체에의 응용 및 기술 이전시켜 주고 있는 단계에 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 가공기계 (L54)
현재 산업계에서는 밀링의 황삭 가공 중 공구의 과부하를 방지하기 위하여 낮은 이송속도로 가공을 하거나 수작업(手作業)으로 이송속도를 제어하면서 가공을 하고 있다. 본 연구에서는 절삭 공정에 아무런 방해없이 절삭 공정을 감시할 수 있는 모터 전류 중 절삭 방향에 관계없고 준정적 민감도(quasi-static sensitivity)가 높은 주축모터 전류를 이용하여 실시간으로 절삭력을 간접적으로 측정하고 이송속도를 제어하여 일정한 절삭력으로 가공함으로써 공구의 과부하를 방지하고 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 공구 1회전당 최대 주축모터 전류의 자승평균(RMS)값은 공구 1회전당 최대 절삭력과 선형적인 관계를 가졌으며 F/V 컨버터의 전압을 측정하여 다양한 주축 회전 속도에서의 주축모터 전류와 절삭력과의 선형관계를 얻었다. 이송속도를 제어하기 위해서 공작기계 콘트롤러 박스 내의 PMC (programmable machine controller) 프로그램을 변경하여 이송속도 오버라이드(override)를 0%에서 255% 까지 제어할 수 있게 하였다. 주축모터 전류와 절삭력과의 선형적인 관계와 PMC 프로그램의 변경을 통해 주축모터 전류를 측정함으로써 공작물의 재질과 형상 등에 관계없이 공구 1회전당 최대 절삭력을 일정하게 유지할 수 있었으며, 특히 2축이상의 가공과 높은 주축 회전 속도에서도 절삭력을 일정하게 제어할 수 있었다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 육상수송기계
자동차는 후방시계를 확보하기 위하여 한 개의 내부후사경(inside rear view mirror)과 두 개의 외부후사경(outside rear view mirror)을 장착하고 있다. 이 두 종류의 거울은 운전자의 시야를 돕는 기구로서 안전과 직결되는 자동차의 부품이다. 이러한 외부후사경은 승용차용 및 상용차용으로 구분되며 승용차용 외부후사경은 소형, 중형 및 대형용의 차종별로 생산, 제작되고 있다. 그리고 외부후사경은 생산가격면에서 저가, 중가, 고가의 제품으로 차등화하여 분류할 수 있다. 그러나 현재까지는 승용차용 외부후사경을 가격대의 등급별로 명확히 구분되어 고유 모델을 개발하지 못하고 있는 실정이다. 본 과제에서는 승용차의 외부후사경을 가격대의 등급별로 분류하여 차등화 함으로서 각각에 대한 고유모델을 개발하고자 한다. 승용차의 외부후사경은 일반적으로 하우징(Housing), 프레임 서브어셈블리(Frame subassembly), 베이스플레이트(Base plate), 글라스홀더(Glass holder) 및 글라스홀더 플레이트, 글라스 및 액추에이터(Actuator)의 부품으로 구성되어 있다. 위에 기술된 부품들은 각각의 기능을 가지고 있지만 제품구조통합화를 통한 구조 단순화에 의하여 부품을 단순화시킬 수 있는 여지가 충분히 있으며 이것이 실현되면 생산공정 및 생산가격을 크게 감소시킬 수 있다. 또한 제품의 재질도 현재 일반적으로 사용되는 ADC나 ZDC 를 플라스틱 등의 저가 재질로 변경하여 경량화 및 저가격을 유도할 수 있다. 본 과제에서는 외부후사경을 가격별(차종별)로 차등화하여 각각에 대하여 부품을 단순화시키고 재질변경등으로 제품을 개발하며, 앞으로 외부후사경의 개발 및 설계 기간을 단축 및 전산화를 이루고자 하며, 신뢰성 있는 설계를 행하고자 한다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 단위기계 요소부품
박판을 이용하여 냉간성형품을 생산하는 산업체의 이윤은 가공방법의 경제성에 따라서 결정되는 것이 일반적이다. 이런 관점에서 볼 때 지금까지 원자재, 주조, 압연, 절단 및 용접의 접합공정으로 이루어지던 압력용기 원통쉘의 제조공정에서 절단 및 용접공정을 하나의 공정으로 대체하면 원가가 크게 절감되게 된다. 현재 국내에서 시판되고 있는 가정용 및 상업용 LPG용기 들은 강재조각의 용접에 의해서 생산되고 있기 때문에 무거울 뿐만 아니라 용접부위가 부식이 잘되어 수명이 오래가지 못하고 운반 및 취급시 안전에도 항상 많은 위험이 잠재되어 활용도가 크게 제한되어 있다. 본 발표에서는 이러한 단점들을 보완할 수 있는 초경량의 고강도 알루미늄 소재를 이용한 용접부위가 없는 일체형 LPG용기의 공정설계기술을 소개하고,실제 생산라인에 적용하여 개발에 성공한 사례를 중심으로 설명하고자 한다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 가공기계 (L54)
오늘날 절삭공정기술의 발전 방향은 절삭공정의 고정밀화, 고능률화를 두 축으로 진행되고 있으며, 최적절삭을 위한 공구의 설계 및 절삭조건 설정 등에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 절삭조건이 고속·고이송화 되면서 고속 영역에서의 공구수명의 연장과 안정된 공구상태 유지를 위한 코팅공구의 개발과 연구가 진행되어 왔다. 이에 본 연구에서는 특정 코팅공구의 코팅층 재료 및 성분, 구조, 두께 등에 따른 여러 가지 피삭재에 대한 고속가공특성을 규명하여 공구수명 증대, 표면거칠기의 향상 그리고 절삭저항의 감소에 따른 가공속도 증가를 기대할 수 있는 최적의 피복조건을 찾기위한 절삭데이타 베이스를 구축하기 위한 연구를 수행하였다. 다양한 공구의 종류, 형상, 절삭조건에 따른 마모에 관한 정량적인 데이터베이스를 체계적으로 구축하여 향후 여러 가지 절삭조건에 따르는 공구 선정과 공구개발을 위한 기초자료로 삼을 수 있을 것이다. 절삭가공 중의 공구마모는 일반적인 마모와는 달리 동적인 환경에서 일어나므로 그 마모기구가 굉장히 다양하고, 절삭속도의 변화에 따라서 주된 마모기구가 변하게 된다. 일반적으로 절삭온도에 따라서 주된 마모기구가 변한다고 알려져 있으며 절삭온도는 절삭속도에 따라서 변하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 공구 수명 연구에 있어서 절삭 속도 변화에 따른 마모기구에 대한 연구가 선행되어야 할 것이다. 또한, 여러 마모 기구에 대한 코팅층의 마모억제 기구에 대한 연구도 함께 이루어 질 것이다. 이를 통하여 코팅층의 기계적 열적 물성과 절삭 조건에 따르는 코팅층의 선정에 이론적 근거를 제시할 수 있을 것이다. 또한 위에서 얻은 여러 가지 조건에 따른 마모에 관한 정량적인 데이터베이스를 정당화하는 이론적인 근거로 삼을 수 있다.
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
공작기계를 이용한 가공 분야에서는 고속가공을 통한 절삭 가공시간의 단축에 대한 관심이 증대되고 있다. 그러나, 공작기계 주축의 회전수가 증가함에 따라 단위 시간당 가공량의 증가로 생산효율이 좋아지는 장점을 갖는 반면, 공작기계의 주축 회전을 고속화할 경우 단위 시간당의 가공량의 증대로 생산 효율이 좋아지는 반면, 주축부의 소음, 진동 및 열발생 등의 문제에 대한 대책이 요구된다. 특히, 주축의 과다한 중량은 위와 같은 문제점을 더욱 가중 시키는 요인이 되며 고부하, 고출력의 대형 공작기계의 경우, 주축부의 대형화로 주축의 정밀 가공 및 조립시에 취급이 어려우며, 제조 비용의 상승등의 문제점을 안고 있다. 따라서, 높은 비강성을 갖는 탄소섬유 에폭시 복합재료를 사용한 주축의 경우에는 복합재료가 갖는 높은 비강성과 비강도, 진동에 대한 고감쇠 특성, 그리고 작은 열팽창계수 등의 특성으로 기존의 강철 스핀들에 비하여 주축의 경량화 및 정, 동적 안정성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 온도 상승에 대한 열특성이 향상되며, 복합재료의 우수한 감쇠효과로 채터의 발생을 억제할 수 있는 등의 장점을 얻을 수 있다. 또한, 복합재료의 경우에는 높은 비강성과 고감쇠 특성을 동시에 만족하므로, 기존 주축계의 문제점을 해결할 수 있으며, 복합재료의 적층각을 알맞게 조절하여 열발생에 의한 열응력을 최소화할 수 있다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
자동차 산업, 조선 공업, 의류 산업 등 판재 소재를 다루는 산업 응용분야에서 판재 부품의 최적 배치를 위한 효율적인 배치 알고리즘(Nesting algorithm)은 생산 규모의 확대에 따라 더욱 중요시되고 있다. 이는 생산성을 높이기 위해서는 생산 기술의 고도화도 중요하지만, 재료의 경제적인 활용과 이에 따르는 생산 시간의 단축 또한 중요하기 때문이다. 따라서 이러한 업계에서는 이미 네스팅 작업을 위한 상용프로그램을 많이 사용하고 있는 실정이다. 그러나 네스팅이 완전 자동으로 수행되는 경우 효율이 떨어져, 실제로는 숙련된 기능공이 그래픽 시스템 앞에 앉아서 대화식으로 작업을 수행하는 경우가 많다. 이 경우 기능공의 숙련도에 따라 효율 또한 크게 다르며, 현대 산업 사회에서 갈수록 이러한 기능공이 줄어들고 있는 문제가 있어 효율적인 최적 알고리즘 개발의 필요성은 더해가고 있다. 최적 배치 알고리즘에 관한 연구는 오랫동안 수행되어 왔으나, 기존의 연구에서는 겹침을 방지하기 위해 많은 교차점을 구하는 계산이 필요하므로 대형 컴퓨터에서도 많은 계산을 요구하는 문제점을 안고 있다. 따라서 본 연구에서는 교차점 구하는 방법을 피하기 위해 격자로 변화 시킨 후 판재 소모를 최소화하기 위한 배치 알고리즘을 개발하였고, 이를 실제 문제에 적용하여 좋은 결과를 얻었다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 단위기계 요소부품
본 장치는 배관용 파이프의 맞대기용접을 자동화 할 수 있도록 고안된 장치이다. Φ25 ~ Φ200까지의 배관을 모두 용접할 수 있으며, 수용 가능한 파이프의 길이는 6m까지이다. 용저 속도는 프로그램으로 조절할 수 있으며 위빙 기능을 갖추고있어 용접 폭을 조절할 수 있다. 본 장치는 현재 (주)동화산업에 설치되어 사용 중에 있다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 가공기계 (L54)
본 장치는 Φ50 ~ Φ300까지의 파이프를 형상 절단할 수 있는 장치로 2축 동시 제어되어 어떠한형상도 절단이 가능하다. 2축은 절단 토치의 높이를 모우터를 이용하여 쉽게 조정할 수 있도록 하였다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 에너지·환경기계
기존에 사용되던 CFC 및 HCFC 냉매들이 환경오염을 유발한다는 사실이 밝혀졌고, 이에 따라 환경오염 정도가 매우 낮거나 없는 냉매를 대체 냉매로 사용하게 되었다. 또한 두 성분의 냉매 또는 여러 냉매를 혼합함으로써 사이클 효율의 증대도 도모할 수 있다는 점이 알려져 있다. 순수냉매가 가지지 못한 혼합냉매의 성질 중 하나는 혼합냉매의 성분비 변화에 따라서 성능 및 효율이 변화한다는 사실이다. 본 연구는 성분비 조절을 통한 용량조절을 위하여 실제 냉동시스템을 제작하고 그 성능을 평가하여, 용량 조절의 가능성 및 효율을 살펴보는 것이 주된 내용이다. 본 연구에서 목적으로 하는 것은 크게 두 가지이다. 첫째로는 대체냉매의 관점에서 순수냉매 대신 혼합냉매를 사용하여 열교환과정에서 평균온도차를 줄임으로써 그 성능을 향상시키는데 있으며, 둘째로는 혼합냉매의 성분비 조절을 냉동시스템 내에서 가능하게 함으로써 부하 변동에 따른 냉동용량을 압축기 회전수 변화없이 조절하는데 있다. 이를 위하여 용량조절이 가능한 냉동사이클을 새로이 설계하여 제작하고 실험을 통해 그 성능를 검증하고자 한다. 냉방과 난방을 동시에 가능하게 하는 열펌프의 경우, 국내의 기후에 알맞도록 설계되어야 하는데, 동절기의 난방부하가 냉방부하에 비해 훨씬 크므로 실제 국내에 적용되는 냉난방겸용 열펌프의 경우 냉방부하는 어느 정도 맞추는 반면 동절기 난방부하는 제대로 맞추기 못하는 실정이다.열펌프에 응용하는 경우에 동하절기의 용량차이를 극복해 낼 수 있으며, 실생활에 이용되는 냉난방비용의 절감효과를 기대할 수 있다. 또한 혼합냉매의 성분비 변화에 수반되는 냉매의 성질변화만으로 용량조절이 되기 때문에 비용절감과 효율향상을 기대할 수 있다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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